#01酸化数とは

酸化数って何?

酸化数の説明

酸化数とは

酸化数とは、物質中の原子やイオンの酸化の程度を表す数値です。
つまり、どのくらい酸化されているかを表すパラメーター。
酸化数が大きければ、すごい酸化されているし、小さければあまり酸化されていないということ。
酸化数は、マイナスの値もとり、つまり還元されているということを表します。

酸化数が正のときは、+を解答欄に必ず書くこと!
 例)○答え:+1  ✕答え: 1

酸化数のルール

酸化数は便宜上次のルールに従って考えよう!

①単体で存在するときは、原子の酸化数は0とする。
 Ex.) H2 O2 Fe Mn S
    0  0  0  0  0

一般的に化合物中に含まれるHの酸化数は+1、Oの酸化数は−2(例外もあり)
 Ex.)  HCl H2S NH3 CO2 NO
   +1  +1  +1 -2  -2

一般的に化合物中に含まれる
   アルカリ金属の酸化数:+1、
   アルカリ土類金属の酸化数: +2

 Ex.)  KCl   NaCl   CaCl2   BaSO4
   +1     +1      +2      +2

④ 単原子イオンはそのイオンの電荷に等しい
 Ex.)  Mg2+    Cl Fe3+    Cu2+
    +2  -1     +3  +2

⑤ 化合物の酸化数の合計は0
 Ex.)  H2SO4
  (+1)×2 + X + (-2) ×4 = 0  X = +6
 Ex.)  HNO3
  (+1)×1 + X + (-2) ×3 = 0  X = +5

⑥ 多原子イオンの酸化数の合計は、そのイオンの電荷に等しい
 Ex.)  MnO4
  X + (-2) ×4 = -1   X = +7
 Ex.)  SO42-
  X + (-2) ×4 = -2   X = +6

演習問題

  1. N2
  2. S
  3. SO3
  4. H2SO3
  5. Ca2+
  6. Fe3+
  7. NH4+
  8. NO3
  9. H2O2
  10. NaH
  1. 0
  2. 0
  3. +6
  4. +4
  5. +2
  6. +3
  7. -3
  8. +5
  9. -1
  10. -1
  1. 単体の酸化数は0
  2. 単体の酸化数は0
  3. X + (-2) ×3 = 0
  4. (+1)×2 + X + (-2) ×3 = 0
  5. イオンは電荷と同じ
  6. イオンは電荷と同じ
  7. X + (+1) ×4 = +1
  8. X + (-2) ×3 = -1
  9. ※例外※ コラム参照
  10. ※例外※ コラム参照

酸化数の計算ができるようになったら、酸化数の増減を使って何が酸化されたか・還元されたかを勉強しましょう!

コラム【酸化数とは…】

 共有電子対・電気陰性度という言葉を思い出してください。共有電子対とは、2つの原子間でシェアしている電子対(電子のカップル)のこと。電気陰性度とは、電子対を引き付ける強さ。電子対をシェアしている2つの原子には、引き付ける強さに差があります。例えば、H2Oこの分子を電子式であらわすと図1のようになります。けれど、実際には電気陰性度の差があるため、共有電子対はO原子の方へ引き寄せられています(図2)。

電子はマイナスの電気を帯びており、O原子に共有電子対が2対よってきたので酸化数を-2とします。また、H原子からすると、マイナスの電荷をもつ電子が離れていったので+の酸化数とります。(電子を受け取るのが還元、還元は酸化数が減る。電子を失うのが酸化、酸化は酸化数が増える。)これで考えると、H2O2中のO原子がなぜ酸化数-1かがわかります。